package basic.sort.ton;

import java.util.Arrays;

/**
 * @author distantstar
 * @version 1.0
 * @date 2021
 * @description 经典十进制基数排序
 * @since JDK1.8
 */
public class CardinalSort {

    // only for no-negative value
    public static void radixSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        radixSort(arr, 0, arr.length - 1, maxBits(arr));
    }

    // 取得最大数的位数
    public static int maxBits(int[] arr) {
        int max = Integer.MIN_VALUE;
        for (int value : arr) {
            max = Math.max(max, value);
        }
        int res = 0;
        while (max != 0) {
            res++;
            max /= 10;
        }
        return res;
    }

    private static void radixSort(int[] arr, int l, int r, int maxbits) {
        // 容器
        int[] count = new int[10];
        // 位上的数
        int bitNumber;
        // 临时数组
        int[] temp = new int[r - l + 1];
        // 索引
        int j;
        // 循环排序
        for (int i = 0; i < maxbits; i++) {
            // 清空容器
            for (j = 0; j < 10; j++) {
                count[j] = 0;
            }

            // 将相应位上的数的个数记录
            for (int i1 : arr) {
                // 取得位上的数
                bitNumber = (i1 / ((int)Math.pow(10, i))) % 10;
                // 个数增加
                count[bitNumber]++;
            }

            // 容器进行前缀和操作，记录<=数的个数
            for (j = 1; j < 10; j++) {
                count[j] = count[j - 1] + count[j];
            }

            // 将arr上的数从右到左按照容器中记录的数放置到temp中
            for (j = r  - 1; j >= l; j--) {
                // 取得位上的数
                bitNumber = (arr[j] / ((int)Math.pow(10, i))) % 10;
                // 放置
                temp[count[bitNumber] - 1] = arr[j];
                // 记录减一
                count[bitNumber]--;
            }

            // 临时索引
            int index;
            // 倒入操作
            for (j = l, index = 0; j <= r; j++, index++) {
                arr[j] = temp[index];
            }
        }
    }

    // for test
    public static void comparator(int[] arr) {
        Arrays.sort(arr);
    }

    // for test
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    // for test
    public static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] res = new int[arr.length];
        System.arraycopy(arr, 0, res, 0, arr.length);
        return res;
    }

    // for test
    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
            return false;
        }
        if (arr1 == null && arr2 == null) {
            return true;
        }
        if (arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // for test
    public static void printArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return;
        }
        for (int value : arr) {
            System.out.print(value + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    // for test
    public static void main(String[] args) {
        int testTime = 500000;
        int maxSize = 100;
        int maxValue = 100000;
        boolean succeed = true;
        for (int i = 0; i < testTime; i++) {
            int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            radixSort(arr1);
            comparator(arr2);
            if (!isEqual(arr1, arr2)) {
                succeed = false;
                printArray(arr1);
                printArray(arr2);
                break;
            }
        }
        System.out.println(succeed ? "Nice!" : "Fucking fucked!");

        int[] arr = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
        printArray(arr);
        radixSort(arr);
        printArray(arr);
    }
}
